ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC
BỘ MƠN Q TRÌNH & THIẾT BỊ

ĐỒ ÁN CƠ SỞ TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ HÓA CHẤT

THIẾT KẾ MÁY SẤY THÙNG QUAY ĐỂ SẤY CÁT
GVHD: Tạ Đăng Khoa
SVTT:

MSSV:

Huỳnh Thanh Bình

171

Võ Thị Ngọc Linh

1711989

Võ Lương Duyên

171

Lê Khánh Xuân Duyên

171

Dương Minh Khang

1711678

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2019


ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC
BỘ MƠN Q TRÌNH & THIẾT BỊ

ĐỒ ÁN CƠ SỞ TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ HÓA CHẤT

THIẾT KẾ MÁY SẤY THÙNG QUAY ĐỂ SẤY CÁT
GVHD: Tạ Đăng Khoa
SVTT:

MSSV:

Huỳnh Thanh Bình

171

Võ Thị Ngọc Linh

1711989

Võ Lương Duyên

171


Lê Khánh Xuân Duyên

171

Dương Minh Khang

171

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2019


MỤC LỤC
A. TỔNG QUAN
1. Giới thiệu chung về kỹ thuật sấy ....................................................................... 1
1.1 Khái niệm về sấy ........................................................................................................... 1
1.2 Phương pháp sấy............................................................................................................ 1
1.3 Giới thiệu về sấy thùng quay ......................................................................................... 2
1.4 Tổng quan về nguyên vật liệu ....................................................................................... 4
1.5 Phân loại ........................................................................................................................ 5
1.6 Thành phần .................................................................................................................... 5
1.7 Ứng dụng ....................................................................................................................... 6

2. Quy trình cơng nghệ............................................................................................ 7

B. TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH....................................................... 8
1. Số vịng quay của thùng ...................................................................................... 8
2. Cơng suất cần thiết để quay thùng .................................................................... 8
3. Bề dày thân thùng ............................................................................................... 8
4. Thiết kế cánh đảo trong thùng ......................................................................... 10
5. Tính tốn cơ khí................................................................................................. 11

5.1 Thiết kế bộ phận truyền động ........................................................................ 11
5.1.1 Chọn động cơ............................................................................................................ 11
5.1.2 Bánh răng .................................................................................................................. 12

6. Kiểm tra độ bền thân thùng ............................................................................. 13


7. Kiểm nghiệm thân thùng .................................................................................. 15
8. Tính tốn vành đai ............................................................................................ 16
9. Kiểm nghiệm vành đai ...................................................................................... 17
10. Tính toán con lăn đỡ ....................................................................................... 19
11. Kiểm nghiệm con lăn ...................................................................................... 19
12. Tính tốn con lăn chặn ................................................................................... 20
13. Kiểm nghiệm con lăn chặn ............................................................................. 21
14. Thời gian sấy .................................................................................................... 22
15. Đường kính thùng sấy ..................................................................................... 22
16. Chiều dài thùng sấy ......................................................................................... 23
17. Vòng tăng cứng ................................................................................................ 24
18. Tài liệu tham khảo ....................................................................................... 27


1

A. TỔNG QUAN
1. Giới thiệu chung về kỹ thuật sấy
1.1 Khái niệm về sấy
Sấy là quá trình làm bay hơi nước ra khỏi nguyên vật liệu bằng phương pháp nhiệt,
là quá trình khuếch tán do sự chênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu, hay nói cách
khác do chênh lệch áp suất hơi riêng phần ở bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh.
Kết quả của q trình sấy, hàm lượng chất khơ trong vật liệu tăng lên. Điều đó có ý

nghĩa quan trọng trên nhiều phương diện khác nhau như: đối với các nông sản và thực
phẩm nhằm tăng cường tính bền vững trong bảo quản; đối với các nhiên liệu (củi, than)
được nâng cao lượng nhiệt cháy; đối với gốm sứ làm tăng độ bền cơ học,…Do các ý
nghĩa đã nêu, kỹ thuật sấy được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công và nông nghiệp.
1.2 Phương pháp sấy
Sấy được chia ra làm hai loại: sấy tự nhiên và sấy nhân tạo
Sấy tự nhiên: phơi nguyên vật liệu ở ngoài trời, nhờ vào nhiệt từ ánh nắng mặt trời, gió
làm bay hơi nước, khơng sử dụng thiết bị. Sấy tự nhiên được ứng dụng rộng rãi trong chế
biến nơng sản.
Sấy nhân tạo: q trình sử dụng nhiệt năng làm bay hơi nước, có sự can thiệp của các
thiết bị.
Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt: sấy đối lưu, sấy bức xạ, sấy tiếp xúc, sấy
thăng hoa, sấy điện trở,…
Dựa vào phương pháp làm việc: sấy liên tục và sấy gián đoạn (sấy theo mẻ).
Dựa vào cấu tạo thiết bị: sấy hầm, sấy buồng, sấy thùng quay, sấy băng tải, sấy
trục,…
Dựa vào chuyển động của tác nhân sấy và vật liệu sấy: sấy xi dịng, sấy ngược
dòng, sấy chéo dòng,…


2
Dựa vào áp suất: sấy chân không và sấy ở áp suất thường.
Để thực hiện q trình sấy có thể sử dụng nhiều hệ thống như buồng sấy, hầm sấy,
tháp sấy, thùng sấy…Mỗi hệ thống đều có những ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng
khác nhau. Chế độ sấy có ảnh hưởng rất lớn chất lượng sản phẩm vì sấy là quá trình trao
đổi nhiệt và trao đổi chất phức tạp và không những làm thay đổi cấu trúc vật lý mà cịn cả
thành phần hóa học của nguyện liệu. Để sấy cát là nguyên liệu dạng hạt, người ta thường
dùng thiết bị sấy tháp hoặc sấy thùng quay. Ở đồ án môn học này, em chọn thiết bị sấy
thùng quay là thiết bị chuyên dụng để sấy vật liệu dạng hạt, nhỏ và được dùng rộng rãi.
Trong thiết bị sấy thùng quay, vật liệu được sấy ở trạng thái xáo trộn và trao đổi nhiệt đối

lưu với tác nhân sấy. Trong quá trình sấy, hạt được đảo trộn mạnh và tiếp xúc tốt với tác
nhân sấy nên tốc độ sấy nhanh và hạt được sấy đều hơn và hệ thống sấy thùng quay có thể
làm việc liên tục với năng suất lớn.
1.3 Giới thiệu về sấy thùng quay
Hệ thống sấy thùng quay là hệ thống sấy làm việc liên tục chuyên dùng để sấy vật
liệu hạt, kích thước nhỏ như: cát, than đá, các loại quặng, đường, muối, và các loại hóa
chất như : NaHCO3 , BaCl2 …ngũ cốc, mì chính. Hệ thống dùng nhiên liệu đốt có thể là
dầu hoặc than cấp nhiệt cho buồng đốt.
Thiết bị sấy thùng quay là thiết bị sấy rất quan trọng trong nền cơng nghiệp hóa
chất, thực phẩm, thuốc lá,… ảnh hưởng đến chất lượng của nguyên vật liệu trong điều
kiện hoạt động khác nhau.
Máy sấy thùng quay được sử dụng để gia nhiệt, loại bỏ độ ẩm.


3

a)

b)

c)

d)

Hình 1. a) Thiết bị sấy thùng quay với một động cơ truyền động; b) Thiết bị sấy
thùng quay với hai động cơ truyền động; c) Phần trong của một thiết bị sấy thùng quay; d)
Toàn thiết bị sấy thùng quay.
Cấu tạo chính của máy sấy thùng quay là thùng sấy. Thùng sấy là một ống hình trụ
trịn bằng vật liệu thép, trong đó có lắp các cánh xáo trộn để phân vùng hoặc khơng. Tùy
theo đường kính của ống thép mà chiều dày của thành ống có thể lên đến14 mm. Ống

thép này được đặt nghiêng 1 - 6o trên 2 ổ trục quay, để tránh tình trạng ống bị trơi khi
quay ở 2 ổ trục có bệ đỡ bằng con lăn chống trơi. Đầu cao của ống có buồng đốt cấp nhiệt
và bên trên có ống dẫn vật liệu vào. Đầu thấp của ống có buồng cuối lị, bên dưới có ống
dẫn vật liệu ra khỏi thùng sấy sang gầu tải đưa lên silo chứa. Bên trong buồng cuối lị có
gắn quạt hút, ống khói và xyclon lắng bụi tạo thành hệ thống thơng gió bên trong máy
sấy.
Bên trong thùng sấy người ta lắp các cánh để xáo trộn vật liệu làm quá trình trao
đổi nhiệt giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy tốt hơn. Các đệm ngăn trong thùng vừa có tác
dụng phân phối đều vật liệu theo tiết diện thùng vừa làm tăng bề mặt tiếp xúc. Cấu tạo


4
của đệm ngăn phụ thuộc vào kích thước của vật liệu sấy và độ ẩm của nó. Các loại đệm
ngăn được dùng phổ biến trong máy sấy thùng quay gồm :
- Đệm ngăn loại mái chèo nâng và loại phối hợp dùng khi sấy những vật liệu cục
to, ẩm, có xu hướng đóng vón lại, loại này có hệ số chứa đầy vật liệu không quá 10 - 20
%.
- Đệm ngăn hình quạt có những khoảng khơng thơng với nhau.
-

Đệm ngăn phân phối hình chữ thập và kiểu vạt áo được xếp trên toàn bộ tiết

diện của thùng, được dùng để sấy vật liệu dạng cục nhỏ, xốp, khi thùng quay vật liệu
được đảo trộn nhiều lần, bề mặt tiếp xúc pha lớn.
- Đệm ngăn kiểu phân khu để sấy các hạt đã đập nhỏ, bụi. loại này cho phép hệ số
chứa đầy từ 15 - 25 %.
Nếu nhiệt độ sấy lớn hơn 200oC thì dùng khói lị nhưng khơng dùng cho nhiệt độ
lớn hơn 800oC.
Ưu điểm của hệ thống sấy thùng quay:
Quá trình sấy đều đặn và mãnh liệt nhờ tiếp xúc tốt giữa vật liệu sấy và tác nhân

sấy. Cường độ sấy lớn, có thể đạt 100 kg ẩm bay hơi/ m3h.
Thiết bị gọn, có thể cơ khí hóa và tự động hóa tồn bộ khâu sấy.
Nhược điểm của hệ thống sấy thùng quay:
Vật liệu bị đảo trộn nhiều nên dễ tạo bụi do vỡ vụn. Do đó trong nhiều trường hợp
sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm.
Không sấy được các vật liệu dễ vỡ.
1.4 Tổng quan về nguyên vật liệu
Cát là vật liệu dạng hạt, có nguồn gốc tự nhiên, bao gồm các hạt đá và các khống
vật nhỏ. Hạt cát có kích thước trung bình từ 0,0625mm đến 2mm (thang Wentworth sử


5
dụng tại Hoa Kỳ) hay từ 0,05 mm tới 1 mm (thang Kachinskii sử dụng tại Nga và Việt
Nam hiện nay).
1.5 Phân loại
Bảng 1. Kích thước phân loại cát
Kích
thước (mm)
Thang đo
Wentworth
Thang đo
Kachinskii

0,0625 –
0,125-0,25

0,25-0,5

0,5-1


1-2

0,125

cát rất mịn

cát mịn

0,05 ≤ cát mịn ≤ 0,25

cát trung
bình
cát trung
bình

cát rất
cát thơ
thơ

cát thơ

1.6 Thành phần
Thành phần phổ biến của cát thường là silica (SiO2), thường ở dạng thạch anh.Cát
trắng ở các vùng duyên hải nhiệt đới và cận nhiệt đới là đá vơi bị xói mịn và chứa các
mảnh vụn hay vỏ của các động vật có nguồn gốc hữu cơ.

a)
Hình 2. a) Hình chụp cận cảnh của cát; b) hình chụp bãi cát

b)



6
1.7 Ứng dụng
Cát được sử dụng trong xây dựng và làm đường giao thơng như là vật liệu tạo nền
móng và vật liệu xây dựng trong dạng vữa (cùng vôi tôi hay xi măng).
Một vài loại cát (như cát vàng) là một trong các thành phần chủ yếu trong sản
xuất bê tông.
Cát tạo khuôn là cát được làm ẩm bằng nước hay dầu và sau đó tạo hình thành
khn để đúc khuôn cát. Loại cát này phải chịu được nhiệt độ và áp suất cao, đủ xốp để
thốt khí và có kích thước hạt nhỏ, mịn, đồng nhất, khơng phản ứng với kim loại nóng
chảy.
Là một trong các thành phần chủ yếu để sản xuất thủy tinh.
Cát đã phân loại bằng sàng lọc cũng được dùng như là một vật liệu mài mịn trong
đánh bóng bề mặt bằng phun cát áp lực cao hay trong các thiết bị lọc nước.
Các xí nghiệp sản xuất gạch ngói có thể dùng cát làm phụ gia để trộn lẫn với đất
sét và các vật liệu khác trong sản xuất gạch.
Cát đôi khi dược trộn lẫn với sơn để tạo ra bề mặt ráp cho tường và trần cũng như
sàn chống trượt trong xây dựng.
Các loại đất cát thích hợp cho một số loại cây trồng như dưa hấu, đào, lạc cũng như
là vật liệu được ưa thích trong việc tạo nền móng cho các trang trại chăn ni bị sữa vì
khả năng thốt nước tốt của nó.
Cát được sử dụng trong việc tạo cảnh quan như tạo ra các ngọn đồi và núi nhỏ,
chẳng hạn trong xây dựng các sân golf.
Cát được dùng để cải tạo các bãi tắm.
Các bao cát được dùng để phòng chống lũ lụt và chống đạn.
Xây dựng lâu đài cát cũng là một hoạt động khá phổ biến. Có nhiều cuộc thi về
nghệ thuật xây dựng các lâu đài cát.



7
Hoạt hình cát là một kiểu nghệ thuật biểu diễn và là công cụ kỹ thuật để sản
xuất phim hoạt hình.
Các bể ni sinh vật cảnh đơi khi cũng dùng cát và sỏi.
Trong giao thông đường bộ và đường sắt người ta đôi khi sử dụng cát để cải thiện khả
năng bám đường của bánh xe trong một số điều kiện thời tiết khắc nghiệt.

2. Quy trình cơng nghệ
Thuyết minh Quy trình cơng nghệ
Vật liệu sấy là cát, sau khi được sàng lọc để loại các tạp chất (rác, đá, sỏi,…) được
nhập liệu vào thùng sấy bằng hệ thống gầu tải. Cát khi vào thùng sấy với độ ẩm là 30%
khối lượng, chuyển động cùng chiều với tác nhân sấy. Tác nhân sấy sử dụng là khơng khí
được gia nhiệt bằng khói lị rồi qua buồng hịa trộn với khơng khí bên ngồi và đưa vào
thùng sấy cùng lúc với vật liệu sấy. Dòng tác nhân được đưa vào thùng sấy thông qua
quạt đẩy được đặt trước thiết bị và quạt hút đặt cuối thiết bị. Thùng sấy có dạng hình trụ
đặt nằm nghiêng với mặt phẳng nằm ngang theo tỷ lệ 1/15:1/50.
Chuyển động quay của thùng sấy được thực hiện thông qua hệ dẫn động bởi một
động cơ và hộp giảm tốc đến bánh răng được gắn trên thùng sấy. Thùng sấy quay với tốc
độ 1,5÷8 vịng/ phút. Cát từ phễu chứa đi vào thùng sấy cùng với tác nhân sấy, thùng sấy
quay tròn, cát vừa bị xáo trộn vừa đi từ đầu cao của thùng xuống đầu thấp. Trong q
trình này, cát và khói lị trao đổi nhiệt ẩm cho nhau. Cát đi hết chiều dài của thùng sấy
được lấy và đưa vào các quá trình khác.


8

B. TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH
5. Số vịng quay của thùng
n


mkLt
 Dt tan 

Trong đó:
n – số vịng quay của thùng sấy
m – hệ số lưu ý đến dạng cánh trong thùng. Chọn cánh nâng m=0,5

[176/1]

k – hệ số lưu ý đặc tính chuyển động của vật liệu. Sấy xi chiều k  0,2  0,7 ,
chọn k=0,7

 - góc nghiêng của thùng quay, độ. Chọn   10
n

mkLt
0,5.0,7.5

 1,95 (vịng/phút)
 Dt tan  64, 2.0,8.tan(10 )

6. Cơng suất cần thiết để quay thùng
N = 0,13.10-2.Dt3.Lt.a.n.ρx (kW)

(VII.54 /123,[1] )

Trong đó:

n : Số vòng quay của thùng; n = 1,95 vòng/phút


 x : Khối lượng riêng xốp trung bình của cát;  x  = 1200 kg/m3
Dt, Lt : Đường kính và chiều dài của thùng: Dt = 0,8 m và Lt = 5 m
a : Hệ số phụ thuộc vào dạng cánh; chọn a = 0,071 với dạng cánh nâng
(Bảng VII/123,[5])
 N = 0,13.10-2.0,83.5.0,071.1,95.1200 = 0,55 (kW)

7. Thiết kế cánh đảo trong thùng


9

Sử dụng cánh nâng có các thơng số đặc trưng như sau:
Hệ số chứa đẩy = 0.25
Góc gấp của cánh nâng: =1400
Thông số đặc trưng cho cấu trúc cánh:

F
h
 0,576; C2  0,122
DT
DT

(Bảng 6.1/177-[6])
Chiều cao rơi trung bình của hạt vật liệu:
h
 0,576  h  0,576.DT  0,576.0,8  0, 4608( m)
DT

Diện tích bề mặt chứa vật liệu của cánh:
FC

 0,122  FC  0,122.0,82  0,078(m 2 )
2
DT

Hình . Dạng cánh đảo trộn.
-

Chọn :
+Chiều cao cánh đảo: a= 50 mm
+Chiều rộng cánh: b =100mm


10
+Chiều dài cánh : c 

Fc
0,078

 0,52(m)
a  b 0,05  0,1

+Chiều dày cánh: d = 5 mm
+Vật liệu chế tạo cánh là thép không rỉ CT3, =7850(kg/m3)
+Số cánh trên một mặt cắt: 12 cánh
+Số cánh cần lấp: z  12.

LT
5
 16.
 115,38 (cánh) => vậy lấy 116 cánh

c
0,52

Khối lượng 1 cánh đảo:
m  .VC  .FC .d  7850.0,078.5.103  3,062(kg )

Khối lượng của cánh trong thùng:

mcánh  z.m  116.3,062  355,192(kg )
8. Tính tốn cơ khí
5.1 Thiết kế bộ phận truyền động
5.1.1 Chọn động cơ
chọn động cơ 4A90LA8Y3
Theo các thơng số vừa chọn, ta có bảng đặc tính kỹ thuật sau:
Trục
Thơng số
Tỷ số truyền động i
Vận tốc quay (v/ph)
Công suất P (kW)
Mômen xoắn (Nmm)

Động cơ
7,45
705
0,687
9306,17

Trục I

Trục II

4,03

94,63
0,674
68019,66

23,48
0,647
263153,75

5.1.2 Bánh răng
Bánh răng trụ nghiêng cấp nhanh

Khoảng cách trục

aw1  180 mm

Công tác
12,04
1,95
0,615
3011923,08


11
Module pháp
Chiều rộng vành răng
Tỷ số truyền
Góc nghiêng răng
Số răng

Đường kính vịng chia
Đường kính đỉnh răng
Đường kính đáy răng

bw2

m = 2 mm
 59 mm ; bw1  54 mm

um  7, 48

  8,550
z1  21 ; z2 157
d1  42, 47mm ; d 2  317,52mm
d a1  44,98mm ; d a 2  318,84mm
d f 1  40,57mm ; d f 2  314,42mm

 Bánh răng trụ nghiêng cấp chậm

Khoảng cách trục
Module pháp
Chiều rộng vành răng
Tỷ số truyền
,Góc nghiêng răng
Số răng
Đường kính vịng chia
Đường kính đỉnh răng
Đường kính đáy răng

aw2  200 mm

bw1

m= 2,5 mm
 65 mm ; bw2  60 mm

um  4,03

  12,830
z1  31; z2 125
d1  79, 48mm ; d 2  320,50mm
d a1  85,60mm ; d a 2  322,10mm
d f 1  75,73mm ; d f 2  311,75mm

 Bộ truyền cho thùng quay

Khoảng cách trục
Module pháp
Chiều rộng vành răng
Tỷ số truyền
Số răng
Đường kính vịng chia
Đường kính đỉnh răng
Đường kính đáy răng
9. Kiểm tra độ bền thân thùng

aw1  966,65 mm

bw 2

m= 10 mm

 295mm ; bw 2  290mm

um  12,07
z1  15; z2 181
d1 150mm ; d 2 1810mm
d a1  174mm ; d a 2 1814mm
d f 1 135mm ; d f 2 1775mm


12
Trọng lượng của vật liệu trong thùng
Gvl 

G2 .g .
(N) (89,[3]).
60

Trong đó :
G1 : Năng suất của thùng; G2 = 368,42 (kg/h)
g : Gia tốc trọng trường; g = 9,81 (m/s2)
τ : Thời gian lưu của vật liệu trong thùng; τ = 64,2 (ph)

 Gvl 

368, 42.9,81.64, 2
 3867,19 (N)
60

Trọng lượng thùng rỗng
Gt=12572,929

Trọng lượng vật liệu trong thùng
Gvl=3867,19
Trọng lượng bánh răng vịng
Gbr =


.( d2a2 – d2f2).bw.ρ.g (N)
4

Trong đó :
da2 : Đường kính đỉnh bánh răng vịng; da2 = 1,814 (m)
df2 : Đường kính đáy răng vịng; df2 = 1,775 (m)
bw : Bề rộng vành răng; bw = 0,290 (m)
ρ : Khối lượng riêng của thép CT3; ρ = 7850 (kg/m3)
g : Gia tốc trọng trường; g = 9,81 (m/s2)
→ Gbr =


.( 1,8142 – 1,7752 ).0,290.7850.9,81 = 2455,07 (N)
4


13
Trọng lượng cánh xới
Chọn Gcx = 5500 ( N )
Trọng lượng vành đai
G vd =


.( Dv2 – Dn2 ).bv.ρ.g (N)

4

Trong đó :
Dv : Đường kính vành đai;
Dv = ( 1,1 ÷ 1,2 ).Dn = ( 1,1 ÷ 1,2 ).0,854 = ( 0,9394 ÷ 1,0248 ) (m)
Chọn Dv = 1 (m)
bv : Bề rộng vành đai; Chọn bv = 0,3 (m)
ρ : Khối lượng riêng của thép CT3; ρ = 7850 ( kg/m3 ).
g : Gia tốc trọng trường; g = 9,81 (m/s2).
→ Gvd =


.( 12 – 0,8542 ).0,3.7850.9,81 = 4911,48 (N)
4

Vậy, trọng lượng của toàn bộ thùng là :
G = Gvl + Gt + Gbr + 2.Gvd + Gcx
= 3867,19 + 12572,929 + 2455,07 + 2.4911,48 + 5500
= 34218,149( N ).
Khoảng cách 2 vành đai

Ld = 0,586.Lt ( m )
Trong đó :
Lt : Chiều dài thùng; Lt = 5 ( m ).
→ Ld = 0,586.5 = 2,93 ( m ).


14
10. Kiểm nghiệm thân thùng
Tải trọng lên 1 đơn vị chiều dài thùng khơng kể bánh răng vịng

G  Gbr
( N/m )
Lt

q

( 90 – TTTKMHCT )

34218,145−2455,07

q=

5

= 6352,6158 (N/m)

Momen uốn do tải trọng 𝑞 gây ra
q.L2d
( N.m )
8

M1 

 M1 =

6352,6158.2932
8

( 90 – TTTKMHCT1)


= 6817,071 (N.m)

Momen uốn do bánh răng vòng gây ra
M2 

Gbr .Ld 2455,07.2,53

 1552,81 (N.m)
4
4

Tổng momen uốn: 𝑀 = 𝑀1 + 𝑀2 = 6817,071 + 1552,81 = 8369,881 (𝑁.𝑚)
Momen chống uốn:
W

 .Dt2 .S
(90 – TTTKMHCT1).
4

Trong đó :
Dt : Đường kính trong của thùng; Dt = 0,8 (m).
S : Bề dày thùng sấy; S = 0,06 (m).
W=

𝜋.0,82 .0,06
4

= 0,03 (m3)

Ứng suất thân thùng

𝜎=

𝑀
𝑊

=

8969,88
0,03

= 298996 (N/m2) < [σ]CT3 = 103.106 (N/m2).

Vậy, thùng đảm bảo điều kiện bền khi có bề dày đã chọn


15
11. Tính tốn vành đai
Tải trọng trên một vành đai
Q' 

G
.cos Với :
2

G: Trọng lượng của toàn bộ thùng , G = 34218,1490020(N)
α : Góc nghiêng của thùng , α = 1o
 Q’ =

34218,149
2


cos(1) = 17106,468

Phản lực của con lặn chặn
Q'
T
(N)
2n.cos

( 84 –2)

Trong đó : Gọi dcl là khoảng cách giữa 2 con lăn trên cùng 1 đai, ta có
φ : Góc tạo bởi con lăn và thùng; cosφ =

d cl
; φ= 30o.
Dv

n là số con lăn trên 1 vành đai; n=2
T=

17106,468
2.2.cos(30)

= 4938,21 (N)

Bề rộng vành đai
Bề rộng của vành đai phụ thuộc vào đại lượng tải trọng riêng cho phép trên 1 cm chiều
dài tiếp xúc giữa vành đai và bề mặt con lăn.
Bề rộng của vành đai phải thỏa mãn điều kiện :

B

Trong đó :

T
Po

(10.20 – 81[2])


16
Po : Tải trọng riêng cho phép, đối với vận tốc quay của thùng là 1,95 ( vg/ph ) thì Po =
700 ( N/cm ).(chọn đối với thùng quay chậm)
B≥

4938,21
700

= 7,054 (cm)

Chọn B = 8 cm.
Bề rộng vành đai
Ta có : h : B = 1 : 1
→ h = 8 ( cm ).
12. Kiểm nghiệm vành đai
Momen uốn:
Mu = 2.TRA.(10.21 – 84 – [2])
Trong đó :
T : Phản lực tại 1 con lăn chặn; T = 4938,21(N)
R : Bán kính trong của vành đai; R = 


Dv 1
  0,5 (m)
2 2

A : Hệ số phụ thuộc vào tính chất của tải trọng và phương pháp lắp vành đai với thân
thùng; Theo 85 – TTTKMHCT1 ta có với vành đai lắp cứng với thân thùng thì A = 0,07.
→ Mu = 2.4938,21.0,5.0,07 = 345,67(N.m) = 345,67.102 (N.cm)
Momen chống uốn:
W

Mu
( cm3 ) ( 91 – TTTKMHCT1)
[ ]

Trong đó :
[σ] : Ứng suất cho phép đối với vật liệu làm thùng; Chọn vật liệu làm thùng là thép
CT3; [σ]CT3 = 1030 (N/cm2).


17
W=

34367
1030

= 33,36 (cm3)

Kiểm tra lại bề dày của vành đai :
Ta có :

h≥√

6𝑊
𝐵

=√

6.33,36
8

= 3,01 (cm)

Vậy vành đai đủ bền.
Bảng. Thơng số của vành đai
Đường kính vành đai, Dv

1 (m)

Bề dày vành đai, h

8 (cm)

Bề rộng vành đai, B0

8 (cm)

Vật liệu làm vành đai

Thép CT3


13. Tính tốn con lăn đỡ
Con lăn đỡ tiếp nhận tất cả trọng lượng của thùng quay và vật liệu trong thùng.
Các gối đỡ của con lăn phải được lắp đặt sao cho các con lăn có thể di chuyển theo
phương thẳng góc với trục của thùng cũng như có thể xoay xung quanh tâm thùng để thay
đổi góc nghiêng của thùng.
Đường kính con lăn
dc 

Dd Dd
÷
(cm) ( 86 – [2] ).
4
3

dc 

80 80

 20  27,67 ( cm ); Chọn dc = 25 (cm)
4
3

Bề rộng con lăn

b = B + 3 = 8 + 3 = 11 (cm)


18
14. Kiểm nghiệm con lăn
Ứng suất tiếp xúc:

 max  0, 418. P.E.

Rr
(N/m2) ( 10.27 – 86 –[2])
R.r

Trong đó :
P : Lực tác dụng trên một đơn vị chiều dài tiếp xúc;
P

P=

T
( N/cm ) ( 86 –[2])
B
4938,21
0,08

= 61727,625 (N/m)

E : Hệ số mô men đàn hồi của vật liệu
Theo 92 – TTTKMHCT1 ta có E = 1,75.107.
R : Bán kính trong của vành đai; R = 0,5 ( m ).
r : Bán kính của con lăn đỡ; r = 0,125 ( m ).
 𝜎𝑚𝑎𝑥 = 0,418.√61727,625.1,75.107 .

0,5+0,125
0,5.0,125

= 13,73.105 (N/m2)


Ta thấy 𝜎𝑚𝑎𝑥 < [σ]CT3 = 103. 106 (N/m2).
Vậy, độ bền đảm bảo.
Bảng. Thơng số của con lăn đỡ
Đường kính con lăn đỡ, dc

25 (cm)

Bề rộng con lăn đỡ, b

11 (cm)

Vật liệu làm con lăn đỡ

Thép CT3

15. Tính tốn con lăn chặn


19
Thùng đặt nghiêng so với mặt phẳng ngang một góc α và có xu hướng tụt xuống do
tác dụng của trọng lực. Vì vậy cần có con lăn chặn để ngăn cho thùng khơng tụt xuống.
Con lăn chặn có thể là hình cầu hoặc hình nón. Trong trường hợp này lựa chọn con lăn
chặn hình nón.
Lực lớn nhất tác dụng lên con lăn chặn
Umax = G.(sinα + f ) (N) ( 10.31 – 86 –[2]).
Trong đó :
G : Trọng lượng tồn phần của thùng; G = 34218,149 (N)
α : Góc nghiêng của thùng; α = 1o.
f : Hệ số ma sát giữa vành đai và con lăn chặn; f = 0,1.

→ Umax =34218,149.(sin1o+ 0,1) = 4018,98(N)
Tính tốn bánh kính lớn R của con lăn chặn
Bố trí trục con lăn chặn vng góc với trục của thùng quay.
Khi đó, góc đỉnh nón tính theo cơng thức :
sin  

Rr
b

→ R = r + b sin 
Trong đó :
b : Bề rộng con lăn, b=11 cm
2β : Góc đỉnh nón; Chọn β = 1o
r : Bán kính con lăn đỡ; r = 12,5 (cm)
→ R = r + b sin  =12,5 + 11. sin10 =12,7 (cm)
16. Kiểm nghiệm con lăn chặn


20
 max  0,148.

P.E
( N/m2 ) ( 10.33 – 88 –[2]).
R

Trong đó :
P : Lực tác dụng lên một đơn vị chiều dài tiếp xúc;
P

U max

( N ) (88 –[2]).
l

Với l là chiều dài tiếp xúc; chọn l = 0,2 (2m)
P=

4018,98
0,2

= 20094 (N/m)

R là bán kính vành đai; R= 0,5 m
 𝜎𝑚𝑎𝑥 = 0,418.√

20054.1,75.107
0,5

= 1,1.106 (N/m2)

Ta thấy rằng 𝜎𝑚𝑎𝑥 < [σ]CT3 = 103.106 ( N/m2 ).
Vậy, độ bền đảm bảo.
1. Thời gian sấy
𝜏=

2. 𝜌𝑣 . 𝛽. (𝜔1 − 𝜔2 )
𝐴. [200 − (𝜔1 + 𝜔2 )]

•

𝐷𝑡 : đường kính của thùng sấy, (m)


•

𝜔: vận tốc dịng khí ra khỏi thùng sấy, 2 m/s ≤ 𝜔 ≤ 3 m/s.

•

𝑉: lưu lượng của khí ẩm ra khỏi thùng sấy, (m3/h)
Chọn vận tốc 𝜔 = 2,5 m/s

𝐷𝑡 =
Chọn: D𝑡 = 0,8 (m)

0,0188
√1 − 0,25

.√

3218,985
= 0,779
2,5


21
2. Đường kính thùng sấy

𝐷𝑡 =

0,0188
√1 − 𝛽


.√

𝑉
𝜔

•

𝐷𝑡 : đường kính của thùng sấy, (m)

•

𝜔: vận tốc dịng khí ra khỏi thùng sấy, 2 m/s ≤ 𝜔 ≤ 3 m/s.

•

𝑉: lưu lượng của khí ẩm ra khỏi thùng sấy, (m3/h)
Chọn vận tốc 𝜔 = 2,5 m/s
𝐷𝑡 =

0,0188
√1 − 0,25

.√

3218,985
= 0,779
2,5

Chọn: D𝑡 = 0,8 (m)

Tính lại ω:
0,01882 . 𝑉 0,01882 . 3218,985
𝜔 = 2
=
0,82 . (1 − 0,25)
𝐷𝑡 . (1 − 𝛽)
= 2,370
Kiểm tra lại tốc độ tác nhân sấy:
Tiết diện tự do của thùng sấy:
𝐷𝑡2
𝐹𝑡𝑑 = (1 − 𝛽). 𝐹 = (1 − 𝛽). 𝜋.
4
0,82
= (1 − 0,25). π.
= 0,377 (𝑚2 )
4
Vận tốc tác nhân sấy:
𝜔′ =
Sai số so với vận tốc đã chọn:

𝑉𝑡𝑏 0,8942
=
= 2,372 (𝑚/𝑠)
𝐹𝑡𝑑
0,377